新華社客戶端報道
新華社《經(jīng)濟(jì)參考報》報道
10月9日，新華社《經(jīng)濟(jì)參考報》、新華社客戶端發(fā)出報道《“博士漁夫”：探尋兒童致病基因——河南省兒童醫(yī)院斑馬魚研究平臺走訪見聞》，對河南省兒童醫(yī)院斑馬魚研究平臺利用斑馬魚構(gòu)建基因敲除疾病模型，模擬人類生病過程，為兒童疾病的發(fā)病原因、診斷、治療和藥物研發(fā)提供參考等研究成果進(jìn)行報道。
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《“博士漁夫”：探尋兒童致病基因——河南省兒童醫(yī)院斑馬魚研究平臺走訪見聞》
四套獨立的自動循環(huán)養(yǎng)殖系統(tǒng)上裝有上百個不同型號的養(yǎng)殖箱，上萬條三四厘米長的斑馬魚在養(yǎng)殖箱中不停游動……這間特殊的魚房由科研人員24小時輪班關(guān)注水溫、水質(zhì)、增氧量、喂食量，實時調(diào)整記錄，以確保研究數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和有效性。
“每個養(yǎng)殖箱上都清楚標(biāo)注著相關(guān)實驗信息。”新華社新華健康記者日前在河南省兒童醫(yī)院斑馬魚研究平臺了解到，科研人員正在通過斑馬魚構(gòu)建基因敲除疾病模型，模擬人類生病過程，進(jìn)而尋找兒童發(fā)病原因，為疾病的診斷、治療和藥物研發(fā)提供參考。
01“博士漁夫”們的養(yǎng)魚經(jīng)
下午3時，喂食一次，水溫28℃，pH值7……每操作完一個步驟，王龍飛博士都會在記錄冊上記錄下監(jiān)測數(shù)據(jù)，有些數(shù)據(jù)間的差異，只在小數(shù)點后面。
“哪怕是一些微小的變量，都可能會對研究結(jié)果產(chǎn)生巨大的影響，導(dǎo)致研究前功盡棄?！蓖觚堬w說，看似簡單的養(yǎng)魚，背后卻是團(tuán)隊成員每天多次準(zhǔn)確無誤的“重復(fù)”。
王龍飛在研究生階段就從事斑馬魚相關(guān)研究，2019年從華中科技大學(xué)畢業(yè)后，進(jìn)入河南省兒童醫(yī)院工作，2021年他所主持的相關(guān)斑馬魚研究項目獲批國家自然科學(xué)基金青年項目。
斑馬魚，因全身布滿多條深藍(lán)色條紋形似斑馬而得名。在外行人眼中，每個養(yǎng)殖箱里的斑馬魚也只是數(shù)量和個頭上有所不同。但對于“博士漁夫”們來說，斑馬魚身上難以覺察的花色，代表著不同的品系；個頭的毫厘之差，可以顯示其處于哪一個重要發(fā)育階段；一個泳姿的變化，都可能事關(guān)某個實驗的成敗。
目前，在河南省兒童醫(yī)院斑馬魚研究平臺，和王龍飛一樣的“博士漁夫”還有李紀(jì)同、馬曉翠、宋曉蕊等，加上延興學(xué)、周鑫魁、楊威利、李瑞靜等碩士，團(tuán)隊十多名成員畢業(yè)于中國科學(xué)院水生所、華中科技大學(xué)、山東大學(xué)等國內(nèi)知名科研院校。
在河南省兒童醫(yī)院斑馬魚研究平臺的魚房內(nèi)科研人員正在飼養(yǎng)斑馬魚
“這個領(lǐng)域的人才非常稀缺?！逼脚_所屬實驗室河南省兒童遺傳代謝性疾病重點實驗室負(fù)責(zé)人張耀東介紹，剛開始的團(tuán)隊成員除了“博士漁夫”們，很少有從事過斑馬魚研究，大家陸續(xù)通過相互學(xué)習(xí)、進(jìn)修實踐等多種途徑把技術(shù)提升到現(xiàn)在的水平。
“魚房就是一個小型生態(tài)系統(tǒng)?！崩罴o(jì)同介紹，不僅要養(yǎng)好斑馬魚，還要養(yǎng)好斑馬魚的食物——草履蟲和豐年蝦，并設(shè)定固定的日常光照時間，“餓了要吃飽、睡覺要關(guān)燈，這樣斑馬魚才能大規(guī)模繁育，滿足實驗所需”。
02 與人類基因同源性高達(dá)87%
把魚養(yǎng)好是第一步，“博士漁夫”們真正的目標(biāo)，是利用斑馬魚完成醫(yī)學(xué)研究。
斑馬魚與人類基因同源性高達(dá)87%，被譽(yù)為“水中小白鼠”。每次做實驗前，科研人員會先在量杯中倒入麻醉藥水，然后輕輕放入斑馬魚，確認(rèn)麻醉起效后，再將斑馬魚移到電子顯微鏡下開展相關(guān)實驗?！鞍唏R魚為人類醫(yī)學(xué)研究作出了重要貢獻(xiàn)，我們也應(yīng)該維護(hù)好它們的生命尊嚴(yán)。”王龍飛說。
手持細(xì)如發(fā)絲的顯微注射針，眼睛注視著顯微鏡下，屏住呼吸，腳踩腳踏板，利用壓力脈沖把溶液連續(xù)注射進(jìn)一顆顆直徑約為1.6毫米的透明軟體球狀魚卵中。通過這樣的胚胎注射，科研人員便可獲得基因突變的斑馬魚樣本。
也許有人會認(rèn)為，斑馬魚還沒有小拇指大，在動物實驗族群中，比不上小鼠、大鼠，也遠(yuǎn)不及猴子這些更接近于人類的“大動物”。事實上，在大規(guī)模早期藥物研發(fā)上，使用斑馬魚不僅成本低、樣本大，而且獲得實驗結(jié)果更便捷高效。
“斑馬魚繁殖速度快，一周就能產(chǎn)卵200到300顆，兩周就可以把幾百種潛在藥物篩選到幾十種范圍內(nèi)，而如果換成嚙齒類實驗動物，不僅價格昂貴，可能需要兩個月甚至更久的時間?！睆堃珫|說，斑馬魚受精卵體外發(fā)育、胚胎透明，也易于觀察基因突變后的表型變化，有助于理解基因功能。
作為模式動物，斑馬魚可以和多種人類疾病建立相對應(yīng)的模型，從而進(jìn)行相應(yīng)研究，包括癌癥在內(nèi)的約2000種人類疾病都能體現(xiàn)在斑馬魚身上。
“斑馬魚已成為研究中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病和藥物研發(fā)的重要工具。”王龍飛說，斑馬魚已被用于構(gòu)建帕金森病、阿爾茨海默病、孤獨癥譜系障礙、精神分裂癥、抑郁癥等多種中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病模型。
03 讓罕見病更早被“看見”
“蝴蝶寶貝”“瓷娃娃”“月亮的孩子”……這些美麗的名字背后對應(yīng)的卻是遺傳性大皰性表皮松解癥、成骨不全癥、白化病等罕見病，多為先天性遺傳因素導(dǎo)致，與出生缺陷關(guān)系密切。目前已知的出生缺陷有8000多種，其中相當(dāng)一部分為罕見病。
確診難、治療方法少、可用藥品少且貴等難題交織，讓罕見病群體身陷困境，也令兒醫(yī)人心痛而又無奈。
基礎(chǔ)研究是整個科學(xué)體系的源頭，是解決所有技術(shù)問題的總開關(guān)。斑馬魚研究平臺作為河南省兒童遺傳代謝性疾病重點實驗室的基礎(chǔ)研究平臺，已具備開展斑馬魚顯微注射、行為學(xué)分析、心電圖測量、心率血流測量分析等相關(guān)實驗的能力，并建立起多種遺傳疾病基因敲除、腫瘤異種移植、缺氧腦損傷及早產(chǎn)兒視網(wǎng)膜病變等斑馬魚疾病模型，在今年5月獲批河南省人類疾病斑馬魚模型與藥物篩選工程研究中心。
“除了斑馬魚研究平臺，河南省兒童遺傳代謝性疾病重點實驗室還擁有分子診斷平臺、代謝篩查及細(xì)胞遺傳平臺。三個平臺相輔相成，當(dāng)罕見病相關(guān)基因存在功能不明確時，科研人員可在斑馬魚研究平臺進(jìn)行基礎(chǔ)研究，而最終的研究成果可以反饋和服務(wù)于臨床，幫助醫(yī)生對患兒開展治療、對其父母進(jìn)行生育指導(dǎo)。”張耀東說。
目前，河南省兒童遺傳代謝性疾病重點實驗室已篩出陽性病例5000余例，絕大多數(shù)經(jīng)基因檢測進(jìn)一步確診。早期診斷治療減少了患者致殘致死率，改善了預(yù)后，部分患者甚至可以像正常人一樣上學(xué)、工作和生活。
作為人口大省，河南省兒童總?cè)藬?shù)超過2000萬人。可以預(yù)見的是，隨著河南省兒童遺傳代謝性疾病重點實驗室的建設(shè)，罕見病患兒只能到北京、上海等地求醫(yī)問診的狀況將逐步得到改善。
張耀東表示，將以兒童重大遺傳病精準(zhǔn)診治、發(fā)病機(jī)制研究以及遺傳咨詢等為抓手，持續(xù)建設(shè)兒童遺傳代謝疾病防治體系和臨床生物樣本與數(shù)據(jù)庫平臺，培養(yǎng)高水平的遺傳學(xué)診斷和遺傳咨詢專業(yè)隊伍，建成集兒童遺傳代謝疾病篩查、診斷、治療、咨詢及研究一體化的高水準(zhǔn)省級實驗室。
來源：新華社客戶端
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